浅析三极管工作状态

1、NPN三极管输出特征曲线

2、NPN三极管工作状态

2.1、截止：发射结反偏、集电结反偏

UBE<0.7V，发射结反偏；

UCE>UBE，集电结反偏。

三极管工作在截止状态，当发射结电压Ube小于0.7V的导通电压，发射结没有导通集电结处于反向偏置，没有放大作用。

2.2、放大：发射结正偏、集电结反偏

UBE=0.7V，发射结正偏；

UCE>UBE，集电结反偏。

IC=β * IB，其中β正常情况下在几十到100多的范围内。

Ib控制Ic，Ic与Ib近似于线性关系，在基极加上一个小信号电流，引起集电极大的信号电流输出。

2.3、饱和：发射结正偏、集电结正偏

UBE=0.7V，发射结正偏；

UCE<UBE，集电结正偏，此时UCE=0.2~0.3V左右。

当三极管的集电结电流IC增大到一定程度时，再增大IB，IC也不会增大，超出了放大区，进入了饱和区。饱和时，Ic最大，集电极和发射之间的内阻最小，电压UCE只有0.2V~0.3V，UCE<UBE，发射结和集电结均处于正向电压。三极管没有放大作用，集电极和发射极相当于短路，常与截止配合于开关电路。

2.4、判断方法

首先假设三极管是工作在放大区，在计算C E两端的电压，以0.3伏作为饱和区放大区的判断标准（小于则为饱和模式，大于则为放大模式）；当C E间电压为无穷大时即为截止区！

2.5、放大到饱和状态的转换

在放大状态时，随着输入电流IB的增大，当输出电流IC在负载电阻上的压降等于电源电压时，则电源电压就完全降落在负载电阻上，UCE不断变小直到等于0.2~0.3V，于是集电结就变成为0偏压，并进而变为反偏——即由放大状态转变为饱和状态。

当输入电压反偏时，则发射结和集电结都成为了反偏，没有电流通过，即为截止状态。

3、三极管电路分析

3.1、驱动LED

三极管开关电路一般工作在饱和区，利用MMBT3904搭建电路，如下图所示（图中没有考虑Uce饱和电压）。

1、当Rb = 10K，Ib = (3.3-0.7)/10K = 260uA，假设三极管工作在放大区，Ic = β*Ib = 100*0.26 = 26mA，Uce = 5 - 2 - 300*0.026 = -4.8V < Uce(sat) = 0.2V，所以三极管工作在饱和区。

2、当Rb = 100K，Ib = (3.3-0.7)/10K = 26uA，假设三极管工作在放大区，Ic = β*Ib = 100*0.026 = 2.6mA，Uce = 5 - 2 - 300*0.0026 = 2.22V > Uce(sat) = 0.2V，所以三极管确实工作在放大区。

备注：以上计算，假设β = 100不变。

3.2、共射、共集和共基

 3.2.1、判断方法

Vcc相当于GND，电容相当于短路。

• 共射：发射机直接接GND（公共端）
• 共基：Cb看作短路，因此基极接GND（公共端）
• 共集：Vcc相当于GND，因此集电极接GND（公共端）

3.2.2、电路特点